kernel 源码中的 likely() 和 unlikely()

这两个都是宏，展开形式如下：

#define likely(x)   __builtin_expect(!!(x), 1)
#define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)

（现在的源代码中可能还加入了ftrace的功能，用于统计预测成功率，改善程序性能，参见ftrace简介）
__builtin_expect(!!(x), 1)用来表示程序员预测x值为1的可能性比较大，这可以帮助编译器来优化汇编代码。
比如，下面的代码：

int main(int argc, char *argv[])
{
//如果使用编译时常量，经过优化后，if语句可能就不会翻译了，直接翻译正确的执行路径
    int a = atoi(argv[1]);
    if (__builtin_expect(!!(a == 1), 1))
    {
        a++;
    }
    else
    {
        a--;
    }
    int b = atoi(argv[2]);
    if (__builtin_expect(!!(b == 1), 0))
    {
        b++;
    }
    else
    {
        b--;
    }
    printf("%d\n", a + b);
    return 0;
}

使用gcc -S -O2 进行汇编，得到关键部分代码如下：

//得到a
        movq    8(%rsi), %rdi
        call    atoi
//我们预测a == 1，如果a != 1，发生跳转
        cmpl    $1, %eax
        jne     .L8
        movl    $2, %ebp
.L2:
//得到b
        movq    16(%rbx), %rdi
        xorl    %eax, %eax
        call    atoi
//我们预测b != 1，如果b == 1，发生跳转
        cmpl    $1, %eax
        je      .L5
        subl    $1, %eax

可见，对if语句翻译成汇编代码后的跳转策略发生了变化，如果实际结果与预期相同，则不发生跳转，否则发生跳转。发生跳转会带来什么问题呢？会清空处理器流水线，可能带来一些性能上的损失。